- TECFA UniGe La Biologie change, comment lenseigner ? Collège Calvin Lombard F. 29 XI 07 Projet de recherche 1 Contexte 2 Biologie change : BIST 3 Lenseignement

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin

Projet de recherche 1 Contexte 2 Biologie change : BIST 3 L’enseignement ne change pas 4 Comment enseigner BIST ?

5 « Développement de modèles pour l'enseignement de la Biologie InStrumentée par les Technologies (BIST) »

F. Lombard TECFA

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Contexte Enseignant - Formateur - Chercheur Biologie Technologies Enseignement Formations Recherche

enseignementBIST

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Biologie Change Aristote -> 1950

Visuelle, spécifique Empirique, descriptive, Ontologique.

« Qu’est-ce que c’est » Historique -> explicative

"Comment" et "Pourquoi"

Moléculaire : paradigme actuel Mécanismes sous-jacents :

"Comment ça fonctionne » Biocomp (CSTB, 2005)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Société en changement

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (LZW)

sont requis pour visionner cette image.

Société de l’information !From the information society to knowledge societiesNetwork societies, knowledge and the new technologiesLearning societieTowards lifelong education for all?

Basic education for allLifelong education for allNew inputs for education: institutional reform, pedagogical research, Teacher training and quality of education

“E-learning”: new technologies and distance education The future of higher education

->Société de la connaissance

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin L’accès aux connaissance

change

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)

sont requis pour visionner cette image.

Web Wiki Blog Portable

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Niveau de changement Changement des pratiques de la

Biologie ? Changement de l’enseignement ?

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


La biologie a changé Vie = Organisme

Vie = Molécules

Vie = Information

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


BIST Définition : l'activité d'un biologiste qui est

InStrumentée par les Technologies de l'information.

4 Facettes Bioinformatique classique : 'omics. GIS et autres bases de données biologiques. Simulations et biologie des systèmes. Gestion de l’Information.

Exemples : Insuline

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


4 Types Génomes et ‘omics’

Geographical Info systems

Simulations

Info-Management

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin De nouvelles manières de

pratiquer la biologie BIST : des nouvelles façons

d’expérimenter Rodriguez / phéromones de traiter les données, pronostic-cancer de construire des connaissances en

biologie Sophy : Geum urbanum / rivale de publier HARF1

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


In vivo, in vitro, in silico… Intégration des TIC à l’enseignement/

apprentissage (didactique, EAO, iTIC, etc)

≠

Evolution de la discipline de référence BIO -> BIO + BIST

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


La biologie s’est accrue Biologie In vivo

Biologie In Vitro

Biologie In Silico

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin L’enseignement ne change

pas ! Programmes du secondaire GE Cursus UniGE Formations “sur le tas” Interviews 30- 70% ≠biologie ?

Hypothèses explicatives : Préservation du paradigme dominant , exclusion paradigme dissident ? (Kuhn, 1972)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Comment enseigner la BIST Design :

un système prof-élève-ressources

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Objectifs Objectifs d’apprentissage

Aussi bien ou mieux aux exams. Meilleure pensée scientifique ≠science des conclusions Autonomie apprentissage : autonomiser

Objectifs de Recherche Développer des design pour la BIST Littérature, expérience -> règles de design

Incarner des conjectures, tester Modifier ces règles de design

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


IBL design Susciter des questions Expérimenter, observer,

lire. Ecrire Q & R Présenter / Discuter Redéfinir Q

The crucial difference between current formulations of inquiry and the traditional "scientific method" is the explicit recognition that inquiry is cyclic and nonlinear.»

Sandoval 2004p. 216

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Résultats : stratigraphique Exemple : immunologie

Les question pilotent l’investigation

Autonomiser

2 heurs : 4 élèves sujet nouveau

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Résultats : stratigraphique Exemple : immunologie

Questions mécanisme

Gérer infodense Les question pilotent

l’investigation Autonomiser

3-4 sem. : 4 élèves 2 IBL cycles

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Pour aller plus loin

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin End of year questionnaires

(link) Students perceived

Efficient learning method, structuring, challenging, adequate to prepare for uni

Autonomy, responsability : pride. Mature view of resources,

defiant of affirmative « scientifically proven » info. Aware of power of writing to structure, build K. Aware of k. assessing potetial of presentations Cooperation :Mixed feelings Workload !

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Anecdote En fait, (cette méthode) est proche de

l'histoire de l'homme et du poisson. Si tu donnes un poisson un jour à une personne, il pourra manger qu'une fois alors que si tu lui apprends à pêcher... Personnellement, au collège, je préfère avoir notre poisson quotidien

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Results Feed-back d’étudiant , un an après (link) j'ai commencé l'université de St Gall ce semestre et la méthode

wiki est déjà très utile pour 4 grandes raisons: 1° chaque matière nous devons travailler en groupe. 2° LWA qui nous apprend a travailler et apprendre de manière

scientifique. La méthode wiki va exactement dans ce raisonnement soit de réduire au maximum l'apprentissage passif.

3° travail / 2 mois. Ainsi, de savoir rapidement structurer un travail et savoir comment faire des recherches =atout

4° J'écris des questions bien précises -> étudiants plus avances dans le bachelor /programme de coaching.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


…des règles de design1 Modèle

Poupées Russes

QuestionsTrier, dans environnement infodense

DocumentQui fait du sens

DesignDesign

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


…des règles de design 2 Intégrer le contrôle structurant dans le design

Autonomise les étudiants. Libère l’enseignant pour des interactions de haut

niveau -> Formaliser design donne plus de liberté?

Exemple : définir la structure du document, des présentations, le contrôle du temps.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


…des règles de design 3 Apprendre aux étudiants des outils pour to

gérer l’information complexe et abondante plutôt que vulgariser

Une stratégie structurante : IBL Rôle du prof. Coachindexeur :

Des ressources / activités qui suscitent des questions.

Des ressources activités qui permettent de trouver les réponses.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Trade-offs Formal mastery of domain vs. developing student's

ideas Document quality vs. quality of the learning

supported by this document. Accessible, easy to understand resources vs.

authentic resources. Popularizing science vs. empowering students to face

complex information. Teacher authority vs. student empowerment.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


A few variables Document status re. student goal. ? Effective role of questions ? Document ownership ? Teacher’s perception of profession

Control ? Knowledge distribution Scientific competence …

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Conclusions Evidence suggests Effective design for building k in infodense

resources Design might empowers students :

knowledge building "No longer is information itself power; rather, power is

gained from the ability to access the right information quickly. " (NSF 2006)

And publish in relevant context.

Design could develop better NOS.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


BIST4 Infomanagement

Rendre vivant le lien actualités savoirs de recherche - d’expérience« ombilic »

Faits nouveaux

Actualisation des connaissances Processus :

Manières nouvelles scientifiques de construire la connaissance

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Biologie Avant tout, les biosciences sont des sciences expérimentales et se définissent par les

caractéristiques suivantes :

1. Les connaissances sont fondées sur l'observation ou l'expérimentation.

2. C'est un ensemble de méthodes et de disciplines groupées autour des processus vivants et des interrelations entre les organismes vivants.

3. Elles existent dans un environnement d'hypothèses courantes plutôt que de certitudes.

4. Elles incluent des disciplines en changement rapide. 5. Ce sont des disciplines essentiellement pratiques et

expérimentales . (Sears & Wood, 2005, p.3 Traduction personnelle)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


BIST4 Infomanagement Etre capable de trouver de l'information sur les biosciences

depuis diverses sources et de l'évaluer. D'en communiquer les principes oralement et par écrit, d'une manière structurée, pertinente, et en référence aux hypothèses dans lesquelles elle s'inscrit.

Savoir appliquer des compétences numériques avancées aux données biologiques (Notamment l'analyse statistique)

Disposer de stratégies bien développées pour mettre à jour, et développer leurs connaissances : rapport BioComp. (Wooley 2005)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Renversement de paradigme Sélectionné, organisé, prescrit

« Au lieu de recevoir une information qui est sélectionnée, prescrite, préparée, dans des institutions clairement reconnues et lors d'études clairement délimitées, l'apprenant est inondé d'informations hétérogènes de sources informelles et acquiert des connaissance tout au long de son parcours. »

Infobésité (information overload) « On demande ainsi à chaque individu de choisir des

informations de sources diverses et de les intégrer en un ensemble cohérent et utile pour son travail ou sa vie en société. » Paquettte 2002

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Complexité est à la Base La science n’est pas simple.

Contexte - desincarné Réalité simple ?

"The greatest intellectual sin that we educators commit is to oversimplify most ideas that we teach in order t make them more easily transmissible to learners. In addition to removing ideas from their natural contexts for teaching, we also strip ideas of their contextual cues and information and distill the idea to their "simplest" form so that students will more readily learn them. But what are they learning? That knowledge is divorced from reality, and that the world is a reliable and simple place. But the world is not a reliable and simple place, and ideas rely on the contexts they occur in for meaning " (Jonassen, 2003)p.8

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin Quelques problématiques

revisitées L'actualité comment faire sens avec ? Structurer « scaffolding »

ou apprendre à structurer Amener les élèves à la science ou la science aux

élèves ? Cohérence de l’ensemble donné ou produite ? Actualité motivation ou actualité puzzle ?

Notion of Science ? Trier ou construire ? Questionnement ou réponses ?

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Discuter un dispositifs Pédago Comprendre les biosciences 4BiOS Objectifs

de vous apprendre une structure pour lire un article scientifique et l’analyser,

de vous faire connaître la recherche, de vous montrer que la science avance,

de vous confronter au rapport science –société de vous rendre capables de distinguer les enjeux

d’une question scientifique.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Un exemple de dispositif 4BiOC : complémentaire, terminale. Lire un article scientifique

De S&V à Nature ou Science 3 questions

Techniques Potentiels Enjeux

Article distribué.Technique préparée en classe Liens complémentaires fournis sur le site. 3-5 rapports écrits, évalués.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Options pédagogiques Complexité affrontée, accompagnée. Activité : writing2learn, Evaluation cohérente Apprendre la science - de manière

scientifique. Peu de pré-sélection : abondance

documents. Equilibrage…

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Conjectures Ecrire pour apprendre

W2L (Scardamalia, 96) Sens pour l’apprenant

Motivation (Viau, 97; Perrenoud, 93, Ryan & Deci, 2000; etc.)

Evaluation est consigne Minimalisme (Carroll, 98)

Questionnement : tri dans la construction Maulini (2004)

Posture réflexive / métacogntion (Schön, 1994)

DBR (Sandoval 2004)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Exemple L’article distribué lien Compléments : liens Technique : IRMf , Placebo Potentiels

Activité cérébrale - zones. Distinguer « moins douleur », +gestion douleur,

moins de « reporting » Lire l’esprit ? Limites !

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Exemple : suite Enjeux

Libre arbitre vs connaissance scientifique Libre arbitre vs bienfait thérapeutique potentiel Priorités recherche / priorités société. + placebo….

Conceptions… Dualisme corps / esprit Matérialisme

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Résultats Questionnaires étudiants finaux

Synthèse : lien Outil cognitif +++ Image de la science mobilisée ++ Réflexion éthique ++

Rapports Outil cognitif +++ Structure +++ Info-management ++ Liens - Conceptions -

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


revisitées I Authentique - scolarisé ?

Brousseau, Situation a-didactique Chevallard Transposition didactique. 3 Niveaux D’après Vanderbilt,(90)

Données Démarches et outils. Epistémologie

Exple : Auth - Dida Phylo sc5

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


revisitées II Vulgarisation - Autonomisation

Pari d’éducabilité, Compétence(Pygmalion effect, Rosenthal

1968)

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


revisitées III Rôle du maître

Empowerment ? Autonomie « injonction paradoxale » (Linard,

2000) Articulation avec le statut, l’image de soi

professionnelle ? Attentes parents, institution, … Autorité intellectuelle et apprentissage ?

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe

La Biologie change, comment l’enseigner ?Collège Calvin The End

Quelques questions Ombilic… de qui ? Science - école :

Vivre d’incertitudes ? Autorité intellectuelle

et apprentissage ? Complexité et Pygmalion ?

[email protected]

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Références Joyce, B. R., Weil, M., & Calhoun, E. (2000). Models of teaching (6th. ed.). Needham Heights,

MA: Allyn & Abacon. Bindé, J. (2005). Towards knowledge societies: UNESCO world report. Paris: UNESCO. Brown, A. L., & Campione, J. C. (1995). Concevoir une communauté de jeunes élèves. Leçons

théoriques et pratiques. Revue Française de Pédagogie, 111, 11-33. CSTB. (2005). Catalyzing Inquiry at the Interface of Computing and Biology, Committee on

Frontiers at the Interface of Computing and Biology, National Research Council Authoring Organizations: National Academies Press.

Huberman, M. (1986). Répertoires, recettes et vie de classe : comment les enseignants utilisent les informations. In M. Crahay & L. D. (Eds.), L’art et la science de l’enseignement. (Vol. 2, pp. 151- 185). Bruxelles: De Boeck.

Design Based Research Collective. (2003). Design-Based Research: An Emerging Paradigm for Educational Inquiry. Educational Researcher, 32(1), 5-8.

IBL Workshop Collective, Robins, J., Snow, J., & Wiziecki, E. (2001, February 21, 2001). Our definition of Inquiry. Paper presented at the Inquiry Teaching & Learning Workshop A Workshop for Educators, Librarians and Faculty in Teacher Education Programs, Champaign, IL,.

Jonassen, D. H. (2003). Learning to Solve Problems with Technology: A Constructivist Perspective. Upper Saddle River NJ USA: Merrill Prentice Hall.

Linard, M. (2000, 24 juin 2000). L'autonomie de l'apprenant et les TIC. Paper presented at the Réseaux humains / Réseaux technologiques ; Le portfolio numérique : des concepts aux usages, Poitiers.

Maulini, O. (2004). L'institution scolaire du questionnement. Interaction maître-élèves et limites de la discussion à l'école élémentaire. Unpublished Thèse de doctorat en sciences de l'éducation, Université de Genève.

Morris, Desmond, (1980), La fête Zoologique, Calmann-Lévy Paquette, G. (2002). Modélisation des connaissances et des compétences. Québec: Presse

Universitaire du Québec.

Lombard F. 29 XI 07

- TECFA UniGe


Références

Perrenoud, P. (1993). Sens du travail et travail du sens à l'école. Cahiers pédagogiques(314-315).

Pollard, K. S., Salama, S. R., Lambert, N., Lambot, M.-A., Coppens, S., Pedersen, J. S., et al. (2006). An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans. Nature, 443(7108), 167-172.

Rodriguez, I. (2003). Nosing into pheromone detectors. Nature Neuroscience, 6(5), 438-440. Rosenthal, R., & Jacobson, L. (1968). Pygmalion in the Classroom. New York: Holt, Rinehart

and Winston. Sandoval, W. A., & Daniszewski, K. (2004 ). Mapping Trade-Offs in Teachers'

Integration of Technology-Supported Inquiry in high School Science Classes. Journal of Science Education and Technology, 13(2).

Sandoval, W. A. (2004). Developing Learning Theory by Refining Conjectures Embodied in Educational Designs. Educational Psychologist, 39(4), 213-223.

Scardamalia, M., & Bereiter, C. (1993). Computer Support for Knowledge-Building Communities. The Journal of the Learning Sciences, 3(3), 265-283.

Schön, D. A. (1994). Le praticien réflexif, à la recherche du savoir caché dans l'agir professionnel. Montréal: Logiques.

Sears, H., & Wood, E. (2005). Linking Teaching and Research in the Biosciences. Bioscience Education e-journal (BEE-j), 5.

Viau, R. (1997). La motivation en contexte scolaire. (2e ed.). Bruxelles: De Boeck.

Wooley, J. C., & Lin, H. S. (2005). Catalyzing Inquiry at the Interface of Computing and Biology. Committee on Frontiers at the Interface of Computing and Biology, National Research Council: National Academies Press.

Documents

- TECFA UniGe La Biologie change, comment lenseigner ? Collège Calvin Lombard F. 29 XI 07 Projet de recherche 1 Contexte 2 Biologie change : BIST 3 Lenseignement